Hortic Res | 组织学和转录组学联合分析揭示凤丹种皮和胚乳形成的动态特征

大多数油料作物在子叶中储藏油脂，而凤丹（Paeonia ostii）是少数利用胚乳储油的木本油料作物。

近日，Horticulture Research上线了（Advance Access）扬州大学题为Histology and transcriptomic profiling reveal the dynamics of seed coat and endosperm formation in tree peony (Paeonia ostii) 的论文，开展了凤丹种子发育期间的形态组织学观察与转录组学分析，揭示了凤丹种皮和胚乳形成的动态特征，探讨了油脂积累与蔗糖-淀粉之间的相互转化关系。

该研究通过透射电镜和扫描电镜观察发现，在凤丹种子发育早期（30 d - 50 d），种皮是种子的主要组成部分，种皮中储存了丰富的淀粉颗粒，胚乳呈液态，游离胚乳核沿着种皮的内切向壁分布。在凤丹种子发育50 d至70 d时，种皮中的淀粉颗粒开始分裂与降解，种皮变薄，而胚乳逐步细胞化并不断积累油体。进一步通过转录组测序分析发现，与发育30 d的凤丹种子相比，细胞壁代谢、淀粉合成、蔗糖动员和脂质合成相关的基因在50 d时大量上调。在凤丹种子发育50 d至70 d时，种皮中植物激素信号传导、淀粉-蔗糖代谢、MAPK信号通路相关的基因大量差异表达；而在胚乳细胞化过程中，与纤维素和果胶合成相关的蔗糖合成酶（SUS）及大多数编码蔗糖转化酶（INV）、己糖激酶（HXK）和磷酸葡萄糖变位酶（PGM）的基因表达逐步增加，脂肪酸合成途径活跃，编码甘油-3-磷酸酰基转移酶（GPAT）、溶血磷脂酸酰基转移酶（LPAT）、磷脂酸磷酸酶（PAP）和二酰基甘油酰基转移酶（DGAT）的大多数单基因表达继续增加，胚乳在70 d后继续积累大量油脂（图1）。上述结果表明，种皮中早期的淀粉合成与后期胚乳中油脂积累存在着能量转换过程，而它们之间的相互转化关系仍有待进一步探索。

扬州大学陶俊教授为该论文的通讯作者，孙静老师为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金（31600564）、国家重点研发计划（2019YFD1001502）资助。

研究团队介绍

团队合照扬州大学陶俊教授领衔的芍药等花卉品质调控与种质创新团队是国家林业和草原局科技创新团队，建有国家芍药种质资源库、江苏省牡丹种质资源库，在Plant Cell and Environment、Journal of Experimental Botany和Horticulture Research等期刊发表论文100余篇，授权国家发明专利12项，获得教育部科技进步奖一等奖1项、国家林草局梁希林业科学技术奖二等奖1项。

文章链接：

https://doi.org/10.1093/hr/uhac106

转自：植物科学SCI

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